[發(fā)明專利]一種制作汽車前轉(zhuǎn)向輪包絡面的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310220491.6
• 申請日: 2013-06-05
• 公開（公告）號: CN104217047B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳保玉;王建宜;葉錦文;王瑞林;郭超;王彧
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州汽車集團股份有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 深圳匯智容達專利商標事務所(普通合伙)44238
• 代理人: 熊賢卿,潘中毅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽車技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種制作汽車前轉(zhuǎn)向輪包絡面的方法。

背景技術(shù)

汽車的車輪運動包絡面，是指在整車的各種行駛工況下，車輪隨懸架上下跳動并轉(zhuǎn)向運動至各個極限位置的過程中，車輪輪胎所占據(jù)的運動空間。它決定了車輪輪罩和翼子板開孔形狀，同時還可以用來檢查車輪與周邊子系統(tǒng)及零部件的動態(tài)間隙及運動干涉情況，甚至還可能驅(qū)動整車架構(gòu)開發(fā)中的車輪輪距、車輛最小轉(zhuǎn)彎半徑等的調(diào)整。因此，在整車項目的開發(fā)階段，在適當?shù)拈_發(fā)節(jié)點分析設(shè)計出較精確的輪包，對于降低設(shè)計風險、減少后期設(shè)計更改、縮短開發(fā)周期以及降低開發(fā)成本都有著重要的作用和意義。

車輪的運動包絡面決定于車輪的運動機理，其影響因素包括：懸架系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)（懸架類型）、幾何結(jié)構(gòu)（懸架系統(tǒng)硬點），車輪的輪跳和轉(zhuǎn)向關(guān)系，車輪定位參數(shù)，輪胎型號，輪胎靜態(tài)輪廓標準以及雪鏈應用策略等。

目前，汽車工程師在開發(fā)設(shè)計階段通常采用仿真軟件對懸架系統(tǒng)的運動進行仿真分析，模擬計算車輪在豎直方向的輪跳運動以及繞主銷軸線旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向運動時所占用的空間，并以此來制作車輪包絡。然而，在懸架系統(tǒng)中，減震器上部、下控制臂和車身是通過橡膠襯套相連的，是一個多柔體系統(tǒng)。但在一般的懸架運動仿真中，常常采用簡單的剛體運動學模型，忽略了系統(tǒng)中由于橡膠襯套等柔性元件受力變形而導致的機構(gòu)位移，不能精確仿真出車輪的運動軌跡，所得的輪包結(jié)果并不能很好地與實際情況相符。

因此，目前尚未有能夠精確仿真出車輪運動軌跡的生成車輪運動包絡面的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，本發(fā)明提出一種制作汽車前轉(zhuǎn)向輪包絡面的方法，其可以反映車輪精確的運動軌跡，并且使生成的車輪包絡面光滑完整。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例的一方面提供一種制作汽車前轉(zhuǎn)向輪包絡面的方法，包括如下步驟：

根據(jù)所述汽車前轉(zhuǎn)向輪的輪跳及轉(zhuǎn)向最終耦合關(guān)系曲線，通過第一運動學仿真軟件進行輪胎包絡面仿真分析，生成所述前轉(zhuǎn)向輪的運動軌跡文件；

根據(jù)所選擇制定車輪輪胎型號，制作輪胎輪廓的靜態(tài)模型；進一步包括：制作所述輪胎在一般工況、制動工況及加速工況下的輪胎輪廓的靜態(tài)模型；

根據(jù)所制作的車輪輪胎輪廓的靜態(tài)模型，在第二運動學仿真軟件中，建立一個只含有所述車輪輪廓的運動仿真模型，并根據(jù)整車設(shè)計要求建立固定坐標系，其坐標系原點及坐標軸方向均與整車設(shè)定相同；

在車輪上創(chuàng)建適當?shù)倪\動副和驅(qū)動，使車輪的位姿完全由車輪中心點以及中軸線上固定點的坐標值決定；

編輯運動法則曲線，使所述車輪輪胎輪廓上相應的坐標值按照所述前轉(zhuǎn)向輪的運動軌跡文件中軌跡曲線變化，使所述車輪進行仿真運動，對其運動空間進行包絡體掃掠，獲得所述車輪的運動包絡面；

其中，所述制作所述輪胎在一般工況下的輪胎輪廓的靜態(tài)模型具體為：

根據(jù)ETRTO標準獲得某一型號的輪胎截面形狀圖，將所述輪輪胎截面形狀繞中心線旋轉(zhuǎn)一周，獲得所述輪胎輪廓的靜態(tài)模型；

所述制作所述輪胎在制動工況下的輪胎輪廓的靜態(tài)模型具體為：

根據(jù)ETRTO標準獲得某一型號的輪胎截面形狀圖；

以車輪中心線為軸線，將所述輪胎截面形狀從Ｙ軸正方向向Ｙ軸負方向旋轉(zhuǎn)180°形成輪胎模型最終尺寸的第一部分；

以車輪中心線沿X坐標正方向平移一徑向變形量形成軸線P，以P為軸線，將輪胎截面從Ｙ軸正方向向Ｙ軸負方向旋轉(zhuǎn)180°形成輪胎模型最終尺寸的第二部分；

將輪胎截面從中心線處平移至P處，形成輪胎模型最終尺寸的第三部分；

把所述三部分合成，就得到了制動工況下的輪胎輪廓的靜態(tài)模型。

其中，所述制作所述輪胎在加速工況下的輪胎輪廓的靜態(tài)模型具體為：

根據(jù)ETRTO標準獲得某一型號的輪胎截面形狀圖；

以車輪中心線為軸線，將所述輪胎截面形狀從Ｙ軸正方向向Ｙ軸負方向旋轉(zhuǎn)180°形成輪胎模型最終尺寸的第一部分；

以車輪中心線沿X軸負方向平移一徑向變形量形成軸線P，以P為軸線，將輪胎截面從Ｙ軸正方向向Ｙ軸負方向旋轉(zhuǎn)180°形成輪胎模型最終尺寸的第二部分；

將輪胎截面從中心線處平移至P處，形成輪胎模型最終尺寸的第三部分；

把所述三部分合成，就得到了制動工況下的輪胎輪廓的靜態(tài)模型。

其中，所述最終耦合關(guān)系曲線包括多個坐標點，所述每個坐標點包括輪跳行程參數(shù)以及轉(zhuǎn)向齒條行程參數(shù)。